KR100698660B1 - 실품질 확보방법 및 실가공장치 - Google Patents

실품질 확보방법 및 실가공장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 실품질 확보방법 및 그 방법을 실행하기 위한 실가공장치는 실이 분리되는 적어도 하나의 공급스풀(20, 29) 각각을 수납하기 위해 설치된 적어도 하나의 공급스풀 수납기(24, 30), 및 실이 각각의 실장력을 갖고 실경로를 거쳐 상기 공급스풀(20, 29)로부터 공급되어지는 멀티필라멘트사 제조유닛(5)으로 구성된다. 본 발명에 따르면, 실장력 센서를 가진 실장력 조절모듈(25)은 상기 공급스풀 수납기(24) 및 상기 멀티필라멘트사 제조유닛(5) 사이에서 적어도 하나의 제어된 실경로(1)에 배치되며, 또 상기 실장력 조절모듈(25)은 상기 실장력 센서에 의해 측정된 실장력으로부터 제어값을 도출하고 상기 실장력을 소정의 실장력 범위 내에서 일정하게 유지하도록 설정된다.

Description

실품질 확보방법 및 실가공장치{Yarn Quality Assurance Method and Yarn Processing Machine}
도 1은 본 발명에 따른 실가공장치에 있어서의 실 경로를 나타낸다.
도 2는 가연 텍스쳐가공방법을 실행하기 위해 이용되는 공급스풀 수납기와 멀티필라멘트사 제조유닛 사이의 실 경로를 나타낸다.
본 발명은 멀티필라멘트사 제조시의 실품질 확보방법 및 상기 실품질 확보방법을 실행하기 위한 실가공장치에 관한 것이다. 상기 실품질 확보방법은 각각 하나의 공급스풀(feeding spool)로부터 적어도 하나의 실을 분리하는 단계 및 상기 실을 실 경로를 거쳐 멀티필라멘트사 제조장치로 공급하는 단계로 구성되며, 상기 실들은 하나의 실장력(a thread tension)으로 유지된다. 상기 실품질 확보방법은 원칙적으로 연신 권취(draw-winding) 또는 제직(weaving)과 같은 임의의 멀티필라멘트사 제조방법에서 사용하기에 적합하지만, 특히 텍스쳐링 방법, 특히, 가연 텍스쳐가공법(false twist texturing methods) 및/또는 공기피복방법(air covering methods)에서 사용하기에 적합하다.
공기 피복 노즐을 가진 장치(공기피복 장치)는 필라멘트사들을 함께 영구적으로 가공하여 공기젯(인터레이싱젯(interlacing jet))에 의해 다성분사를 형성하는데 사용된다. 이 경우, 적어도 하나의 피복사(장식사(fancy yarn))는 구성성분으로서 중심사(core thread)에 결합된다. 이러한 가공의 목적은 다성분사에 가능한 한 균일한 결합 매듭을 이루도록 하여 구성성분들을 함께 결합시킴으로써, 생성된 멀티필라멘트사가 양호한 기계적 및 구조적 탄성을 갖도록 하기 위한 것이다. 공기-피복사의 일례는 US 6,405,519 B1에 개시되어 있다. 중심사는 일반적으로 라이크라(Lycra®)와 같은 엘라스토머-함유 고탄성사로 구성된다. 피복사들은 다양한 장식사들로 구성될 수 있다. 상기 실들, 즉 피복사 및 중심사는 고데롤(godet rolls)과 같은 공급롤(feeder rolls)을 통해 공기 피복 노즐로 공급된다. 다성분사는 공기 피복 노즐을 통과한 후, 상기 다성분사가 감겨지는 스풀에 의해 권취된다.
이 경우, 상기 탄성사는 특수 공급롤(접선 분리형)의 도움으로 공급스풀로부터 정방향 및 접선방향으로 풀린다. 이러한 작동을 위해서는, 적어도 하나의 추가적인 드라이브가 요구된다. 탄성사의 공급스풀을 접선방향으로 풀기 위해서, 상기 스풀은 풀림을 위해 사용되는 공급롤의 축들과 평행한 축을 갖도록 위치된다. 상기 공급스풀이 비워지면, 전체 제조공정은 상기 공급스풀이 교체될 수 있도록 중단되어야 한다. 상기 공급스풀이 교체될 필요가 있을 때, 예를 들어, 현재의 공급스풀이 다 사용되었을 때, 가능한 짧은 시간 동안만 생산 공정이 중단되도록 하기 위해, 상기 공급스풀의 자동 교체를 위해 복잡한 시스템들이 개발되어야 했다. 이러한 시스템은 예를 들어, WO 2004/035446에 개시되어 있다. 접선방향의 분리를 위해 하나의 구별 특징이 두개의 변형체 사이에 만들어진다. 자유 진행식 접선 분리형에서, 상기 공급스풀은 자체 드라이브가 없는 자유 회전 튜브 상에 위치한다. 자유 회전 분리형은 낮은 가공속도에서만 사용될 수 있다. 구동식 접선 분리형에서, 상기 공급 스풀의 회전은 서포팅 롤러를 통해 구동된다. 이러한 구동식 접선 분리형은 탄성사들을 이용한 높은 생산속도에 사용될 수 있다.
피복사는 예를 들어 공기-텍스쳐가공 노즐을 갖는 필라멘트사를 가공하기 위한 공지의 실가공장치(공기-텍스쳐가공 장치)를 이용하여 생산될 수 있다. 예를 들어, 공기-텍스쳐가공 노즐을 이용한, 피복사의 제조 및 가공은 통상 하나의 장치로 수행된다. 이러한 공기-텍스쳐가공 장치는 DE 39 09 516 A1에 개시되어 있다. 공기-텍스쳐가공 장치는 부드럽고 구조가 없는(structureless) 필라멘트사를 영구적으로 권축하는데 사용된다. 이 경우, 복수의 공급실(중심사)은 서로 다른 형태의 장식사로 가공되어 텍스쳐사(textured yarn)를 형성할 수 있다. 이 과정에서 필라멘트사는 균일하게 권축되고, 필요하면 상기 공급실 주변에 배치된다. 피복사는 다양한 장식사로 구성될 수 있다. 필라멘트사, 즉 피복사 및 중심사는 공급롤, 예를 들어 고데롤을 거쳐 공기-텍스쳐가공 노즐로 공급된다. 실들이 상기 공기-텍스쳐가공 노즐을 통과한 후, 복수의 성분으로 구성된 장식사(다성분사)는 상기 다성분사가 감겨져 있는 스풀로부터 분리된다. 스풀링 전에 상기 다성분사는 다시 신장되고, 고정, 수축 및/또는 마감될 수 있다.
가연 텍스쳐가공법을 실행하기 위한 실가공 장치를 이용하여 피복사를 제조하는 것이 또한 공지되어 있다. 이 방법은 비틀림 권축(torsion crimping)으로 알려져 있다. 이 경우, 필라멘트사는 두 쌍의 실린더 사이, 즉 공급롤과 테이크오프롤러(take-off rollers) 사이의 가연스핀들(false twist spindle)에 의하여 소위 헛꼬임을 갖게 되며, 이러한 헛꼬임은 열가소성을 이용하여 필라멘트사를 가열함으로써 그 모세사들(capillary threads)에 고정된다. 냉각한 후, 잠재하는 비틀림 힘의 영향으로 제조된 장식사의 권축이 일어난다.
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이를 위해, 상기 멀티필라멘트사(실)는 일반적으로 스풀로부터 풀려, 제 1 공급롤을 통과한 후 히터(주 히터)에서 가열되고 냉각 레일 상에서 냉각되며, 가연스핀들 및 그 뒤에 배치된 제 2 공급롤을 거쳐, 마지막으로 실 스풀에 감겨지기 전에 이른바 테이크오프 공급롤(take-off feeder rolls)을 통과한다. 상기 가연스핀들은 하나의 작업 공정에서, 일시적으로 상기 멀티필라멘트사를 고도로 트위스트하기 위해, 즉 축방향 토크를 필라멘트사에 전달함으로써 멀티필라멘트사 또는 개개의 필라멘트사의 꼬임을 생성하기 위해 이용된다. 이러한 일시적 꼬임(토크 상태)을 가연(false twist)(FD)으로 나타낸다. 꼬임의 결과, 히터 내(꼬임 영역)로 거꾸로 미치는 회전 역압력이 형성되어, 상기 필라멘트사의 상기 토크 상태가 상기 가연스핀들 전에 가열 및 냉각됨으로써 열적으로 고정될 수 있다. 상기 가연스핀들 이후에 꼬임은 다시 해제된다. 상기 토크 상태에서 열 고정이 이루어진 결과, 실은 원하는 권축된 구조를 갖는다.
마찰 가연 스핀들을 가연 스핀들로 사용함으로써 매우 높은 생산 속도가 달성될 수 있다. 이들 가연 스핀들에 있어서, 필라멘트사는 마찰 표면을 이용하여 간접적으로 구동된다. 스핀들, 즉 예를들어 디스크 마찰 유닛의 디스크에 비하여 실의 지름이 더 작기 때문에, 그 결과 디스크의 회전과 필라멘트사의 꼬임 사이에 높은 전달율이 얻어진다. 삼축 디스크 마찰 유닛이 특히 이러한 목적에 적합하다. 따라서, 주로 마찰 가연 스핀들, 특히 삼축 디스크 마찰 유닛, 및 교차된 벨트에 의해 토크를 필라멘트사에 전달하는 이른바 닙 트위스터(nip twister)가 가연 스핀들로서 이용된다. 이러한 디스크 마찰 유닛은 예를 들어 DE 37 43 708 A1에 개시되어 있다. 닙 트위스터는 JP 06184848에 개시되어 있다. 마찰에 의한 트위스트의 분배는 매우 높은 회전 속도를 달성할 수 있게 하고, 이에 따라 높은 생산 속도 또한 달성할 수 있게 한다. 필라멘트사와 가연 스핀들 사이의 마찰 관계가 변화되면, 즉 공정상의 요동이나 불안정 상태가 발생하면, 균일하지 않은 실 구조 또는 실의 결함을 초래하여, 결국 생산된 실의 품질 저하를 가져온다. 이러한 결함 또는 변동은, 예를 들어 방적 공장에서의 변화, 실 표면에 대한 방적 재료의 불균일한 적용 또는 조정, 텍스쳐 가공 동안의 온도 변화, 또는 예를 들어 히터 및/또는 냉각 레일의 오염에 기인할 수 있다. 이러한 변동은 특히 고속 회전 및 이와 연관된 높은 실장력에서 발생하는 이른바 실의 벌루닝(ballooning)을 초래한다. 실의 벌루닝은 실의 통제되지 않은 진행 및 실 장력의 변동을 초래한다. 결과적으로, 실은 예를 들어, 가연 스핀들의 디스크 표면 위로 건너뛸 수 있다. 이러한 꼬임 차질(twist slippage)은 꼬임 영역내에서의 꼬임 결함을 일으키며, 다시 말해 꼬임 밀도, 즉 필라멘트사의 단위 길이당 꼬임의 수가 변동한다. 따라서 가공될 실은 섹션에서 트위스트되지 않고 가연 스핀을 통과할 수 있다. 이는 짧고 폐쇄된 실 섹션, 이른바 "타이트 스팟(tight spots)"과 서징(surging)이라 불리는 길고 불균일하게 텍스쳐가공된 실 섹션을 초래한다. 서징 중에 실의 장력은 갑자기 증가하여 가연 스핀들에서의 힘의 평형이 깨어진다. 꼬임 없는 실에 영역(zone)들이 형성된다. 또한, 스트레칭 값이 변동하며 염색은 불만족스럽다.
300m/min 이상의 텍스쳐가공 속도는 마찰 가연 스핀들로 달성될 수 있다. 텍스쳐가공 영역(texturing zone)내 가열 및 냉각 영역의 길이는 권축의 충분한 열고정을 확보하기 위해 이러한 텍스쳐가공 속도로 맞춰진다. 텍스쳐가공 영역의 총 길이가 5~6m일 경우, 서징 현상은 힘 록킹(force locking)에 의해 작동하는 마찰 가연 스핀들과 협력하여 특히 빈번히 발생한다. 선행 기술에 따라 가연 스핀들을 힘-록킹할 때, 생산된 꼬임 밀도는 매우 정확하게 제어될 수 없고, 이는 서징의 공정-기술 생산 한계를 초래하며, 따라서 연관된 실 장력의 요동과 함께 꼬임 영역내 실의 벌루닝을 초래하고, 이는 다시 트위스트 요동(twist fluctuations)을 초래한다. 공정의 안정성의 제한은 한편으로는 상기 텍스쳐가공 영역의 기하학적 특성, 즉 길이, 편향 지점, 실 서포트 등에 의하여 영향을 받으며, 또 다른 한편으로는 공급 재료의 품질, 예를 들어 균일성, 조제법 등, 즉 발생하는 가공 요동에 의해 영향을 받는다.
가연 텍스쳐가공 공정에 있어서 생산속도를 제한하는 또 다른 요인은 실, 예를 들어 부분연신 멀티필라멘트사(POY; partially oriented multifilament yarn)가 공급스풀로부터 풀리는 속도이다. 풀림 속도가 빨라지면 공급 스풀 다음의 실 경로 구역(풀림 구역)에서 실 장력의 변화가 더 커지게 된다. 이는 풀리는 동안 실에 의해 형성된 상기 알려진 "벌룬" 특성을 따른 것이다.
가연 텍스쳐가공공정은 공급스풀로부터 POY 실이 풀리는 것을 항상 동반한다. 상기 실은 테이크오프롤(take-off roll)(공급롤)의 회전 운동에 의해 공급스풀로부터 분리된다. 상기 테이크오프롤은 보통 모터에 의해 구동되는 메인롤 및 상기 메인롤 주위로 실이 권취되는 기하학을 정의하는 수동의 분리롤(separating roll)로 구성된다. 상기 풀림 구역에서 실 장력의 변동을 회피하기 위하여, 또 다른 롤러인 닙 롤러(nip roller)에 의해 메인롤에 가압력을 가하는 것은 공지되어 있다. 그럼으로써 실은 메인롤러 및 상기 추가 롤러 사이에서 조여지며, 그 결과 실은 메인롤러의 접선 속도로 텍스쳐가공 공정으로 공급된다. 공급스풀 및 공급롤 사이에 배치된 다양한 프리텐션(pretensioning) 시스템이 공급스풀로부터 분리되는 동안 실의 실장력을 증가 및 안정시킨다는 것도 공지되어 있다.
실장력, 예를 들어 공급스풀로부터 분리되는 POY 실의 장력 변동은 본질적으로 다음과 같은 원인을 갖는다:
- 실이 풀림에 따라 그 결과로서 공급스풀의 직경이 시간에 따라 감소하기 때문에, 상기 스풀 축을 따른 실의 이동에 의해 형성되는 "벌룬"의 기하학적 특성이 달라지며, 이는 실장력에 영향을 미친다.
- 생산 속도의 증가 및 이에 따른 공급스풀로부터의 실의 풀림 속도가 증가한 결과, 상기 "벌룬" 상태의 실에 가해지는 원심력이 증가하며, 이것이 실장력을 증가시킨다. 이러한 문제점은 폴리아미드(PA) 실들에서 특히 심각하게 나타난다.
텍스쳐 가공공정 중 실장력의 변동을 회피하기 위한 공지의 장치들에 있어서, 실의 실장력은 제조 공정의 시작 전에만 조절될 수 있다. 이는 설명된 상기 제조 공정 중 실장력의 변동을 회피하기에는 충분치 않다.
CH 691 386 A는 진행하는 실의 텍스쳐가공을 위한 장치 및 방법을 개시한다. 텍스쳐링 노즐로 들어가는 실의 장력이 감지됨으로써, 상기 텍스쳐링 노즐에서의 트위스트 효과가 조절된다.
또한 EP 0 875 479 A1에는 권취 공정과 연관된 실 컨디셔닝 방법, 예를 들어 실의 기름칠, 염색 또는 스트레칭 중에 개별 실의 실장력을 측정 및 조절하는 것이 공지되어 있다. 이 경우, 실의 실장력은 컨디셔닝 장치 이후의 실 경로에서 측정되며, 제어된 실의 실장력은 스풀링 전, 즉 컨디셔닝 공정의 말미에, 상기 측정된 실장력으로부터 도출된 제어값에 따라 실장력 조절 모듈에 의해 실장력의 소정 범위 내에서 일정하게 유지된다. 상기 실장력 조절 모듈은 브레이크 및 제어가능한 공급롤로 구성됨으로써, 실장력이 실의 속도를 제동 및/또는 가속함으로써 조절되도록 한다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 회피하며, 특히 실가공 장치의 최소의 정지시간에 빠른 공정속도를 달성할 수 있는 실품질 확보방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항으로 된 실품질 확보방법 및 실가공장치에 의하여 해결된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 실시예들을 나타낸다.
멀티필라멘트사의 제조를 위한 본 발명에 따른 실품질 확보방법은 다음과 같은 공정 단계로 구성된다:
- 각각 하나의 공급스풀로부터 적어도 하나의 실을 푸는 단계, 및
- 상기 실을 각각 하나의 실 경로에 걸쳐 멀티필라멘트사 제조유닛으로 공급하며, 실들은 하나의 실장력으로 유지되는 단계.
본 발명에 따르면, 제어된 실의 실장력은 적어도 공급스풀 및 멀티필라멘트사 제조유닛 사이의 실의 경로에서 측정되며, 상기 멀티필라멘트사 제조유닛으로 공급되기 전에, 제어된 실의 실장력은 상기 측정된 실장력으로부터 유도된 제어값에 따라 실장력 조절모듈에 의하여 소정의 실장력 범위 내에서 일정하게 유지된다.
예를 들어, 실장력 조절모듈은 EP 0 875 479 A1에 개시된 장치에 따라 구성될 수 있다. 중요한 것은 실장력 조절모듈이 실장력을 조절할 가능성을 가진 능동조절가능 드라이브(active adjustable drive)를 구비한다는 것이다. 실장력은 예를 들어 스트레인 게이지(strain gauge)로 구성되는 실장력 센서를 이용하여 측정될 수 있다. 그러나, 상기 드라이브의 전력 소비를 측정 및 모니터하는 것도 가능하다. 실과 드라이브 사이의 마찰값은 실장력에 의해 영향받기 때문에 상기 드라이브의 전력 소비는 제어값을 결정하는 실장력에 따라 달라진다. 임의 형태의 실장력 조절 시스템과 결합된 표준 공급롤, 예를 들어 측정된 전류를 평가하기 위한 회로와 함께 공급롤을 통해 흐르는 전류를 측정하는 측정장치가 상기 실장력 조절 시스템으로서 이용될 수 있다. 상기 공급롤 자체는 이러한 장치에 있어서 실장력 센서로 작용한다.
본 발명의 방법에 따르면, 상기 풀림 구역에서의 실장력은 안정화되어, 공정 속도 및 공급 스풀의 직경에 상관없이 시간이 지나도 일정한 실장력 프로파일이 유지된다. 이는 균일한 품질의 멀티필라멘트사를 보장하며, 예를 들어 공급스풀 상의 예컨대 POY 실 전체 길이에 걸쳐 텍스쳐사의 균일한 품질을 보장한다. 나아가, 동일한 실 품질에 대하여 제조 공정의 생산속도 증가가 달성된다.
본 발명에 따른 방법은 공급스풀로부터 실을 푸는 동안 실장력에 대한 완벽한 "온라인" 제어를 가능하게 한다. 실장력은 실의 품질, 공급스풀의 직경 및 선택된 풀림 속도에 관계없이 일정하게 유지될 수 있다. 권취하는 동안 제어된 형태로 실장력을 증가 또는 감소시킨다는 가능성 외에도, 필요하다면 실장력은 영구적으로 감소될 수 있고, 그럼으로써 더 높은 생산속도 및 효율이 달성될 수 있다.
제어된 실은 특히 이롭게 멀티필라멘트사 제조유닛에 의하여, 바람직하게 공급롤을 거쳐, 먼저 히터로, 그 다음 냉각기, 공기 텍스쳐링 노즐 또는 바람직하게 트위스트 유닛으로 공급된다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 가연 텍스쳐가공에서 이용된다. 본 발명에 따른 방법이 가연 텍스쳐가공 공정에 이용될 때, 고속의 생산속도에서 전형적으로 발생하는 "서징"은 크게 회피된다.
본 발명에 따른 방법은 특히 바람직하게 제어된 실로서 고탄성사를 이용하며, 여기서 상기 고탄성사는 바람직하게 공급롤 및/또는 적어도 하나의 실 안내장치를 거쳐 멀티필라멘트사 제조유닛의 공기 커버링 노즐로 공급된다. 이 경우, 상기 고탄성사는 오버헤드(overhead)로 풀린다.
본 발명에 따른 방법은 발생되는 실장력의 변동이 보상되기 때문에 상기 탄성사가 오버헤드 분리되는 것을 허용한다. 탄성사가 공기피복 공정 중에 오버헤드 분리되면, 공급스풀을 교체함으로써 유발되는 생산 공정의 중단은 회피될 수 있다. 오버헤드 분리되는 중에 공급스풀 자체는 회전하지 않으므로, 오버헤드 분리 중에 적절히 작동하는 실 가공장치의 정지시간이 최소화되도록 즉시 사용될 수 있는 역 공급스풀로 작동하는 것이 가능하다. 상기 역 공급스풀은 탄성사가 현재 분리되고 있는 상기 공급스풀과 실 가공장치의 수직축에 대해 대칭적으로 위치한다. 상기 역 공급스풀 상의 실의 자유단은 현재 풀리고 있는 공급스풀 상의 실의 종결단과 매듭 지어진다. 현재 풀리고 있는 상기 공급스풀 상의 실이 다 사용되면, 역 공급스풀의 실은 자동적으로 분리되고 제조 공정은 중단없이 계속된다. 그 다음, 비어 있는 공급스풀은 새로운 역 공급스풀로서 이용되는 새로운 공급스풀에 의해 교체되며, 여기서 상기 새로운 공급스풀의 실은 이전의 역 공급스풀의 실과 함께 매듭 지어진다. 그럼으로써 거의 연속적인 공정이 이루어진다.
상기 제어된 실의 실속도는 바람직하게 실장력 조절모듈에 의하여 제동 및/또는 가속된다. 실장력은 실속도를 제동 또는 가속함으로써 증가 및 감소될 수 있다. 측정된 실장력이 기록되면, 생성된 멀티필라멘트사의 품질이 평가되고 체크될 수 있다.
본 발명에 다른 실가공장치는 실이 분리되어지는 적어도 하나의 공급스풀 각각을 수납하도록 설치된 적어도 하나의 공급스풀 수납기, 및 실들이 상기 공급스풀로부터 실 경로를 거쳐 각각 하나의 실장력으로 공급될 수 있는 멀티필라멘트사 제조유닛을 구비한다. 본 발명에 따르면, 실장력 센서를 포함하는 실장력 조절모듈은 관련 공급스풀 수납기 및 멀티필라멘트사 제조유닛 사이의 적어도 하나의 제어된 실 경로에 배치되는데, 여기서 상기 실장력 조절모듈은 바람직하게 실 브레이크 및/또는 제어가능한 공급롤로 구성된다. 실장력 조절모듈은 실장력 센서에 의해 측정된 실장력으로부터 제어값을 도출하고 상기 실장력을 소정의 실장력 범위 내에서 일정하게 유지하도록 설정된다. 본 발명에 따른 실품질 확보방법은 본 발명에 따른 실가공장치를 이용하여 수행될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 실가공장치는 본 발명에 따른 실품질 확보방법의 잇점을 제공한다.
본 발명에 따른 실가공장치에 있어서, 멀티필라멘트사 제조유닛은 실 경로에 차례로 배치되는 공급롤들, 그 뒤에 배치되는 히터 및 냉각기, 및 그 뒤에 배치되는 공기 텍스쳐링 노즐 또는 바람직하게 가연스핀들로 구성된다. 이러한 구성에 있어서, 상기 실가공장치는 텍스쳐가공 장치, 즉 가연 텍스쳐가공장치 또는 공기 텍스쳐가공 장치이며, 실장력의 변동에 의해 유발되는 생산 오류는 크게 제거된다.
상기 멀티필라멘트사 제조유닛은 바람직하게 공기피복 노즐로 구성되며, 여기서 바람직하게 공급롤 및/또는 적어도 하나의 실 안내장치가 상기 공기피복 노즐 전에 실 경로에 제공되며, 공급스풀 수납기가 상기 공급스풀 수납기에 의해 수납되는 공급스풀로부터 고탄성사를 오버헤드 분리하기 위해 제어된 실 경로에 제공된다. 상기 공급롤은 실장력 조절모듈의 일부일 수 있다. 상기 실 안내장치는 상기 실장력 조절모듈로부터 동일한 위치에서 상기 고탄성사를 항상 공급할 수 있도록 한다. 이는 공급스풀로부터 탄성사가 오버헤드로 풀리는 동안 특히 유리한데, 그 이유는 상기 공급스풀의 교체에 따른 제조공정의 중단이 역 공급스풀에 의하여 오버헤드로 풀리는 동안 회피되고, 상기 역 공급스풀은 또 다른 공급스풀 수납기에서 준비 상태로 보유될 수 있기 때문이다.
본 발명은 이후 도면과 관련하여 바람직한 실시예들을 사용하여 구체적으로 설명된다.
도면들은 본 발명의 요지를 매우 개략적으로 보여주며 축척에 맞지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명에 따른 요지의 개별 구성성분들은 그 구성이 명확히 나타날 수 있도록 표현된다.
도 1은 본 발명에 따른 실가공장치에서의 제어된 실 경로(1)를 나타내며, 상기 실가공장치에 의하여 공기 피복 방법이 탄성사 및 가연 텍스쳐가공유닛(3)에서 피복사로서 생성된 실을 이용하여 실행된다. 본 발명에 따른 방법은 가연 텍스쳐가공에 의해 공기 피복을 위한 피복사를 생산하는 실가공장치의 일례를 보여준다. 본 발명에 따른 방법, 및 제어된 실로서 탄성사를 능동구동 공급롤(actively driven feeder rolls)(7)을 통해 멀티필라멘트사 제조유닛으로서 공기 피복 노즐(5)로 공급하고 이러한 경우 사용되는 탄성사의 오버헤드 풀림에 관한 바람직한 실시예가, 예를 들어 공기-텍스쳐가공사의 제조와 관련하여 동일하게 잘 사용될 수 있다. 도 1은 공기 피복 공정과 가연 텍스쳐가공 공정의 결합에 포함될 수 있는 가능한 구성성분들의 배치를 도시한다. 공급스풀(8)로부터 공급롤(9)을 거쳐 풀리는 텍스쳐가공용 실이 히터(10), 냉각기(11) 및 트위스트 유닛(12)을 통과하는 텍스쳐가공 유닛의 끝에서, 텍스쳐사는 그것이 탄성사와 결합되는 공기 피복 노즐(5)로 진입하기 전에 공급롤(13) 주위로 안내되는데, 여기서 텍스쳐사는 작은 매듭에 의해 탄성사에 결합되어 이어지는 방법, 즉 스풀(15) 상에 완성된 필라멘트사를 권취하는 방법을 위해 콤팩트한 구조를 형성한다. 스풀(15)상에 감겨지기 전에, 상기 완성된 멀티필라멘트사는 공기 피복 노즐(5)과 상기 스풀(15) 사이에 배치된 공급롤(17) 및 실 안내장치(18)를 거쳐 안내된다. 탄성사는 공급스풀(20)로부터 오버헤드 분리된다. 이 경우, 탄성사는 실 안내장치(22)를 거쳐 처음 안내되고, 그 다음 능동구동 공급롤(7)을 거쳐 안내된다. 이들 공급롤(7)은 실장력 조절모듈(25)의 일부이다. 이는 실장력을 제어 및 조절하기 위해 제공되는 능동조절 드라이브(active adjustable drive)로 구성된다. 상기 공급롤(7)은 그 드라이브의 결과 탄성사를 잡아당기고, 그럼으로써 상기 탄성사는 상기 공급스풀(20)로부터 오버헤드 분리된다. 생성물 멀티필라멘트사의 기계적 안정성을 확보하기 위해 요구되는 탄성사의 스트레칭은 공기 피복 노즐(5)과 스풀(15) 사이에 배치된 공급롤(17)과 상기 능동구동 공급롤(7)간의 회전 속도의 차이를 통해 조절된다. 오버헤드 분리되는 동안 상기 공급스풀(20)의 외부 또는 내부로부터 실을 풀 수 있다. 상기 공급스풀(20)은 공급스풀 수납기(24)에 항상 고정적으로 수납된다. 상기 공급스풀(20)은 오버헤드 분리 중에 회전하지 않으므로, 상기 공급스풀(20)의 실의 일단(27)이 공급스풀 수납기(30)에 보유된 또 다른 공급스풀(역 공급 스풀(29))의 실의 시작부(28)에 결합되고, 그럼으로써 상기 역 공급스풀(29)은 상기 제1 공급스풀(20)의 풀림이 완료된 후 자동적으로 풀린다. 따라서 제조 공정은 오버헤드 분리 중에 중단될 필요가 없다.
외부로부터의 오버헤드 분리는 본 발명에 따른 방법에 대해 특히 적합한데, 이는 이러한 경우 실을 푸는 동안 특히 빠른 속도가 달성될 수 있기 때문하다. 오버헤드 분리 도중 "벌룬"(31)이 형성되고 그럼으로써 실장력은 풀림 구역에서 실질적으로 변화한다. 실장력의 이러한 변동이 제조될 멀티필라멘트사의 품질에 부정적인 영향을 미치지 않도록 하기 위해, 도시된 실가공장치에서 실장력은 상기 공급스풀 수납기(24) 및 공기 피복 노즐(5) 사이의 실장력 조절모듈(25)에 의하여 조절되며 소정 실장력 범위 내에서 일정하게 유지된다. 도시된 예에 있어서, 상기 실장력 조절모듈(25)은 두개의 실 안내장치(22, 32) 사이에 배치되는데, 그 중 하나는 상기 공기 피복 노즐(5)의 바로 앞에 배치된다. 이러한 실 안내장치(32)에서 탄성사는 예를 들어, 가연 텍스쳐가공된 피복사과 결합된 다음, 조절된 실장력으로 상기 공기 피복 노즐(5)로 공급된다. 실장력 조절모듈(25) 전의 상기 실 안내장치(22)는 상기 능동구동 공급롤(7) 앞 중앙 위치에 배치된다. 이 실 안내장치(22)는 탄성사가 어떤 공급스풀(20, 29)이 사용되는지에 관계없이 동일한 위치로부터 상기 능동구동 공급롤(7)로 항상 공급되도록 하는 효과를 갖는다. 이를 위해 상기 실안내장치(22)는 두개의 공급 스풀 (20, 29)의 "초점(focus)에" 위치한다.
도 2는 본 발명에 따른 실가공장치에서, 공급스풀 수납기(41)와 가연 텍스쳐가공유닛(42)으로서 구체화되는 멀티필라멘트사 제조유닛 사이의 제어된 실 경로(40)를 도시한다. 상기 가연 텍스쳐가공유닛(42)은 히터(43), 냉각기(44) 및 트위스트 유닛(45)을 구비한다. 공급스풀 수납기(41) 내에 위치한 공급스풀(46)로부터 실이 공급롤(48)을 거쳐 상기 가연 텍스쳐가공유닛(42)으로 공급된다. 상기 공급롤(48)은 메인롤(49)과 실이 권취되는 분리롤(50)을 구비한다. 풀림 공정의 결과 실은 "벌룬"(31)을 형성한다. 실장력 조절모듈(53)은 상기 벌룬(31)과 상기 공급롤(48) 사이의 실 경로에 배치된다. 상기 실장력 조절모듈(53)은 실장력을 측정하는 실장력 센서(54), 실브레이크(55) 및 제어가능한 공급롤(56)로 구성된다. 실장력의 제어값은 실장력 조절모듈(53)에 의하여 도출되며, 이에 의하여 실장력은 소정 범위 내에서 일정하게 유지된다. 이 제어값은 예를 들어 측정된 실장력과 원하는 실장력 사이의 차이일 수 있다. 상기 실브레이크(55) 및/또는 상기 제어가능한 공급롤(56)은 상기 제어값에 따라 제어된다. 예를 들어, 측정된 실장력이 너무 높다면, 실의 속도는 상기 실브레이크(55)에 의하여 제동된다. 본 발명에 따른 실가공장치를 이용하여, 종래 기술에서 공정속도의 증가와 함께 선형으로 증가하는 실장력은 공정속도에 상관없이 일정한 값으로 유지될 수 있다. 따라서 실장력은 멀티필라멘트사의 제조 공정("다운스트림 공정(downstream process)")의 필요에 따라 조절될 수 있다. 실장력은 상기 실장력 센서(54)를 이용하여 측정되며, 제어가능한 공급롤(56)의 회전속도 및/또는 상기 실브레이크(55)의 제동력은 측정된 실장력에 따라 폐쇄 제어 루프 내에서 제어된다. 상기 공급스풀(46)의 직경이 감소되면, 실장력은 제어 루프를 거쳐 실장력 조절모듈(53)에 의해 자동적으로 조절되어, 전체 생산공정 중에 원하는 값에 일치하도록, 즉 실장력의 소정 범위 내에서 일정하게 유지되도록 한다. 따라서 실장력 조절모듈(53)은 실장력을 조절하게 되는데, 이러한 실장력으로, 예를 들어 POY 실은 공정 속도의 증가와는 관계없는 소정의 값으로 멀티필라멘트사 제조유닛, 예를 들어 가연 텍스쳐가공유닛(42)으로 공급되고, 그럼으로써 가연 텍스쳐가공 도중 공정 속도의 증가를 제한하는 요인들 중의 하나가 제거된다.
본 발명에 따른 실품질 확보방법 및 그 방법을 실행하기 위한 실가공장치는 실이 분리되는 적어도 하나의 공급스풀(20, 29) 각각을 수납하기 위한 적어도 하나의 공급스풀 수납기(24, 30), 및 실이 각각 하나의 실장력을 갖고 실 경로를 통해 상기 공급스풀(20, 29)로부터 공급되어지는 멀티필라멘트사 제조유닛(가연 텍스쳐가공유닛(42) 및 공기 피복 노즐(5)로서 구체화됨)으로 구성된다. 본 발명에 따르면, 실장력 센서를 가진 실장력 조절모듈(25)은 공급스풀 수납기(24) 및 멀티필라멘트사 제조유닛(5) 사이에서 적어도 하나의 제어된 실 경로(1)에 배치되며, 실장력 센서에 의해 측정된 실장력으로부터 제어값을 도출하여 소정의 실장력 범위 내에서 실장력을 일정하게 유지하도록 한다.
본 발명은 위에서 설명된 바람직한 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 오히려 기본적으로 다른 형태의 디자인으로 본 발명의 특징을 이용하는 많은 변형들이 가능하다.
본 발명에 따라 종래 기술의 문제점을 회피할 수 있게 되며, 특히 실가공장치의 최소의 정지시간에 빠른 공정속도를 달성할 수 있는 실품질 확보방법 및 그 방법을 실행하기 위한 실가공장치가 제공된다.

Claims (7)

  1. 각각 하나의 공급스풀(20, 29, 46)로부터 하나 이상의 실을 분리하고;
    상기 실을 각각 하나의 실 경로(1, 40)에 대하여 멀티필라멘트사 제조유닛(42, 5)으로 공급하며, 실들은 하나의 실장력으로 유지되고;
    제어된 실의 실장력을 상기 공급스풀(20, 46)과 상기 멀티필라멘트사 제조유닛(42, 5) 사이의 상기 실 경로(1, 40)에서 측정하며;
    상기 멀티필라멘트사 제조유닛(42, 5)으로 공급되기 전에, 상기 제어된 실의 실장력을 상기 측정된 실장력으로부터 유도되는 제어값에 따라 실장력 조절모듈(25, 53)에 의해 소정 실장력 범위 내에서 일정하게 유지하는 것으로 구성되는 멀티필라멘트사 제조를 위한 실품질 확보방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 멀티필라멘트사 제조유닛(42)에 의하여 상기 제어된 실은 공급롤(48)을 거쳐 먼저 히터(43)로, 그 다음 냉각기(44)로, 그리고 공기 텍스쳐가공 노즐 또는 트위스트 유닛(45)으로 공급됨을 특징으로 하는 실품질 확보방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 제어된 실로서 탄성사가 공급롤(7), 하나 이상의 실 안내장치(22, 32) 또는 이들 모두를 거쳐 상기 멀티필라멘트사 제조유닛의 공기 피복 노즐로 공급되며, 상기 탄성사는 오버헤드 분리됨을 특징으로 하는 실품질 확보방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제어된 실의 실속도는 상기 실장력 조절모듈(25, 53)에 의하여 제동 또는 가속되고, 상기 측정된 실장력은 기록되는 것을 특징으로 하는 실품질 확보방법.
  5. 실이 분리될 수 있는 공급스풀;
    제어된 실이 분리될 수 있는 또 다른 공급스풀;
    실이 각각의 실장력을 갖고 상기 공급스풀(20, 29, 46)들로부터 실 경로를 거쳐 공급되어질 수 있는 멀티필라멘트사 제조유닛(5, 42); 및
    상기 공급스풀을 수납하기 위한 공급스풀 수납기(24, 30, 41)와 상기 멀티필라멘트사 제조유닛(5, 42) 사이의 하나 이상의 제어된 실 경로(1, 40)에 배치되는 실장력 센서(54)로 구성되는 실장력 조절모듈(25, 53)로 구성되며,
    상기 실장력 조절모듈(25, 53)은 실브레이크(55), 제어가능한 공급롤(56, 7) 또는 이들 모두로 구성되며, 상기 실장력 센서(54)에 의해 측정된 실장력으로부터 제어값을 도출하고 상기 실장력을 소정의 실장력 범위 내에서 일정하게 유지하도록 제공됨을 특징으로 하는 실가공장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 멀티필라멘트사 제조유닛(42)은 상기 실 경로에 차례로 배치되는 공급롤(48), 그 뒤로 배치되는 히터(43) 및 냉각기(44), 및 그 뒤로 배치되는 공기 텍스쳐가공 노즐 또는 가연스핀들로 구성됨을 특징으로 하는 실가공장치.
  7. 청구항 5 또는 6에 있어서, 상기 멀티필라멘트사 제조유닛은 공기 피복 노즐을 구비하며, 공급롤(7), 하나 이상의 실 안내장치(22, 32) 또는 이들 모두는 상기 공기 피복 노즐(5) 전에 상기 실 경로(1)에 제공되며, 공급 스풀 수납기(24, 30)가 공기 스풀 수납기에 의해 수납되는 공급스풀(20, 29)로부터 탄성사를 오버헤드 분리하기 위해 상기 제어된 실 경로(1)에 제공됨을 특징으로 하는 실가공장치.
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